CN110359452B - 一种节点连接部件、框架预应力锚索支护结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种节点连接部件、框架预应力锚索支护结构及施工方法，该节点连接部件包括上部板（5）、下部板（6）以及设在两者之间的侧面板（7），上部板与下部板在需要连接待拼接对象的方向均具有供预留主筋（4）穿过的钢筋孔（9），中心位置具有供预应力锚索（2）穿过的竖向锚索孔（10）。待拼接对象包括预制梁（3）、预制桩基（1），其在需要连接的端部具有预留主筋。本发明节点连接部件结构简单，装配方便快捷，不仅省工省时，节约成本，还有效提高了工程质量。同时，对于使用该种节点连接部件的支护结构，实现了预制梁、预制桩基和节点连接部件的标准件预制，简化了施工步骤，且不受天气影响，极大的降低了施工难度。

Description

一种节点连接部件、框架预应力锚索支护结构及施工方法

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种节点连接部件、框架预应力锚索支护结构及施工方法。

背景技术

近年来，我国装配式建筑快速发展，以住建部2007、2010和2014年发布的《绿色施工导则》、《建筑工程绿色施工评价标准》和《建筑工程绿色施工规范》为标志，可见发展建筑工业化成为建筑业升级转型的重要目标，绿色施工和建筑装配化已成为我国建筑业的发展方向。

基坑与边坡工程作为建设工程项目重要的分项工程之一，应作为国家绿色施工要求落实的重点，发展绿色环保、预制装配式支护结构不仅符合建设美丽中国的总体要求和目标，更是加快生态文明体制改革的必由之路。

框架预应力锚索是一种广泛应用于铁路、公路边坡以及基坑工程中的柔性支护体系，该体系通过大吨位的预应力锚索锚固于边坡体内稳定的岩体中，可抵抗边坡体深层变形和破坏，同时贴于坡面的钢筋混凝土框架可对边坡体表层岩土起到框箍作用，能够效地限制表层岩土的变形和破坏，从而维持边坡岩土体的稳定。但是，传统的框架锚杆支护结构的施工方法比较繁琐，构件需要在现场浇筑制成，且由于需要支护的边坡通常较陡，施工条件恶劣，以致施工质量无法保证，施工成本高，周期长。

目前，虽然在工程界出现了装配式框架预应力锚索支护结构，但究其根本只是进行框架横梁与立柱的预制，其节点连接还是按照传统的方法进行施工，不仅效率低下而且施工质量无法保证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种节点连接部件、框架预应力锚索支护结构及施工方法，以解决了传统节点连接问题，提高施工效率，节约成本。

为解决上述问题，本发明所述的一种节点连接部件，应用于装配式框架预应力锚索支护结构中待拼接对象之间的连接，所述待拼接对象在需要连接的端部具有预留主筋，所述待拼接对象之间包括两两预制梁之间和/或预制梁与预制桩基之间，该节点连接部件包括上部板、下部板以及设在两者之间的侧面板，所述上部板与所述下部板在需要连接所述待拼接对象的方向均具有供所述预留主筋穿过的钢筋孔，所述上部板、下部板和侧面板三者在所有连接方向反向延长线交汇处具有供预应力锚索穿过的竖向锚索孔。

优选的，所述上部板与所述下部板根据需要连接所述待拼接对象的方向均呈十字型状、T字型状或者L字型状，所述钢筋孔设在凸出部位的端部。

优选的，还包括设在所述侧面板上、与需要连接所述待拼接对象的方向一致的补强螺栓。

优选的，所述预留主筋穿过所述钢筋孔之后通过焊接实现固定。

优选的，所述预留主筋的端部具有外螺纹，其穿过所述钢筋孔之后通过螺母拧入所述外螺纹并卡在所述钢筋孔处实现固定。

优选的，所述上部板、所述下部板和所述侧面板均为钢板。

本发明还提供了一种装配式框架预应力锚索支护结构，包括预制桩基、预制梁和预应力锚索，所述预制桩基与所述预制梁之间，两两所述预制梁之间通过节点连接部件实现固定连接，所述预应力锚索穿设于所述节点连接部件上的竖向锚索孔。

本发明还相应提供了一种装配式框架预应力锚索支护结构的施工方法，包括以下步骤：

S100、清理坡面：在施工前按设计坡度，按照从上向下分层修坡，即开挖一层，防护一层，并将坡面清理干净；

S101、安装预制构件：根据工程设计的要求，在坡面上定位第一排的锚孔位置并进行标记，按照标记的锚孔位置使用节点连接部件对预制梁进行安装，并使得竖向锚索孔的位置与坡面上标记的锚孔位置一致；安装结束后对各节点连接部件使用混凝土浇筑封闭；

S102、预应力锚索张拉和锁定：根据竖向锚索孔的位置，在工作坡面上钻第一排锚孔，将预应力锚索穿过竖向锚索孔放入钻孔内，灌注水泥砂浆，当锚索浆体及混凝土达到设计强度后进行张拉，通过现场拉拔试验，确定张拉及锁定工艺；

S103、封锚：用水泥净浆注满锚垫板及锚头各部分空隙，最后对锚头采用混凝土进行封锚；

S104、重复步骤S100~S103，直至施工到最后一排预制梁的安装，然后完成最后一排预制梁下端与预制桩基的连接即可。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明中，待拼接对象（预制梁、预制桩基）在需要连接的端部具有预留主筋，节点连接部件在需要连接的方向上具有与预留主筋配合实现固定的钢筋孔，并且其在中心位置（所有连接方向反向延长线交汇处）具有供预应力锚索穿过的竖向锚索孔。本发明节点连接部件结构简单，装配方便快捷，有效解决了传统节点连接问题，不仅省工省时，节约成本，还有效提高了工程质量，使工程趋于高效、高质及环保。同时，对于使用该种节点连接部件的支护结构，实现了预制梁、预制桩基和节点连接部件的标准件预制，简化了施工步骤，且不受天气影响，极大的降低了施工难度。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例提供的支护结构的立面图。

图2为本发明实施例提供的十字型节点A的结构示意图。

图3为本发明实施例提供的T型节点B的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的L型节点C的结构示意图。

图5为本发明实施例提供的预制梁与十字型节点A的连接示意图。

图6为本发明实施例提供的预制梁与十字型节点A的剖面图。

图7为本发明实施例提供的支护结构的施工应用场景图。

图中：1—预制桩基，2—预应力锚索，3—预制梁，4—预留主筋，5—上部板，6—下部板，7—侧面板，8—补强螺栓，9—钢筋孔，10—竖向锚索孔，11—地面。

具体实施方式

参考图1至图7，本发明实施例提供一种节点连接部件，其主要包括上部板5、下部板6以及设在两者之间的侧面板7，上部板5与下部板6在需要连接待拼接对象的方向均具有供预留主筋4穿过的钢筋孔9，上部板5、下部板6和侧面板7三者在所有连接方向反向延长线交汇处具有供预应力锚索2穿过的竖向锚索孔10。

可以理解的是，待拼接对象在需要连接的端部具有与钢筋孔9配合使用的预留主筋4，预留主筋4的长度可根据不同规模的工程通过计算进行设置。预留主筋4穿过钢筋孔9之后可以通过焊接实现固定，也可以是预先在预留主筋4的端部设置外螺纹，待其穿过钢筋孔9之后通过螺目拧入外螺纹并卡在钢筋孔9处实现固定。

在实际制作过程中，上部板5、下部板6和侧面板7均采用钢板制作，三者焊接连接；预制梁3为钢筋混凝土构件，预制桩基1为钢筋混凝土构件。

上述节点连接部件用于实现装配式框架预应力锚索支护结构中待拼接对象之间的连接，在这种装配式支护结构中，预制桩基1间隔埋设在地面11以下，桩顶与地面11平齐，地面11以上的坡面上通过预制梁3横向、纵向拼接形成方形格框架整体，框架的底部与预制桩基1之间连接固定。

可以理解的是，在这种装配式支护结构中，待拼接对象包括预制横梁3、预制桩基1，相应的需要进行连接的节点为包括两两预制梁3之间、预制梁3与预制桩基1之间，具体地，在两两预制梁3连接关系中，节点连接部件根据框架内部、框架边缘、框架拐角处需要的连接方向分别对应为十字型、T字型和L型，相应地，节点连接部件中上部板5与下部板6均呈十字型状、T字型状和L字型状，这三种结构的节点连接部件对应称为十字型节点A、T型节点B和L型节点C。在预制梁3与预制桩基1的连接关系中，框架内部的使用十字型节点A，边缘位置使用T型节点B。

比如图1中，十字型节点A具有四个相互垂直的连接方向，设置在框架结构内部时，能够在同时连接四根预制梁3，设置在框架结构底部时，能够同时连接3根预制梁3和一根预制桩基1；T型节点B具有三个相互垂直的连接方向，设置在框架结构边缘时，能够同时连接三根预制梁3，或者两根预制梁3和一根预制桩基1；L型节点C具有两个相互垂直的连接方向，其能够在框架拐角处同时连接两根预制梁3。

在十字型节点A、T型节点B和L型节点C中，钢筋孔9设在上部板5和下部板6上在连接方向上凸出部位的端部。进一步地，在侧面板7上、与连接方向一致的方向上设置数根补强螺栓8，补强螺栓8与侧面板7通过焊接连接，旨在加强混凝土与连接节点的相互作用，防止混凝土浇筑后与节点连接不紧密。补强螺栓8和钢筋孔9的数量可通过预制梁3和预制桩基1预留的主筋数量和间距进行设置

参考图1至图7，本发明实施例还提供了一种装配式框架预应力锚索支护结构，包括预制桩基1、预制梁3和预应力锚索2，特别地，预制桩基1与预制梁3之间，两两预制梁3之间通过上述内容公开的节点连接部件实现固定连接，预应力锚索2穿设于节点连接部件上的竖向锚索孔10。

进一步地，在这种装配式框架结构中，单根预制梁3为直线形钢筋混凝土构件，配合本发明特有节点连接部件的使用，框架结构（除了预制桩基1）的内部以及边缘、拐角都能由同样的预制梁3形成。也就是说，在对预制梁3进行预制的时候，无需针对边缘、拐角处的梁进行专门、额外的预制，实现框架结构中预制梁3的完全统一预制。

相应的施工方法参考以下步骤：

S100、清理坡面：在施工前按设计坡度，按照从上向下分层修坡，即开挖一层，防护一层，并将坡面清理干净。

在实际应用中，在执行步骤S100之前，还会包括以下步骤：

制作预制构件：首先，根据具体工程要求，确定制作预制梁3和预制桩基1所需的材料，包括预制梁3的尺寸、配筋和混凝土等级；确定预制梁3和预制桩基1所需材料后，进行制作预制梁3和预制桩基1；其次，根据工程的具体要求确定制作连接节点所需的材料，包括连接节点的数量、所需钢板的几何尺寸和钢筋孔。然后将上部板5、下部板6以及侧向板7拼装焊接制成连接节点；最后确定预应力锚索2数量；

运输预制构件：将预制好的预制梁3、预制桩基1、连接节点以及预应力锚索2运送至施工现场。

S101、安装预制构件：根据工程设计的要求，在坡面上定位第一排的锚孔位置并进行标记，按照标记的锚孔位置使用节点连接部件对预制梁3进行安装，并使得竖向锚索孔10的位置与坡面上标记的锚孔位置一致。

其中，对锚孔位置进行定位标记时，锚孔位置偏差不应超过±8mm。在安装第一排预制梁3时，东西两端各采用一个L型节点C连接，中间部分全部使用T型节点B连接；在安装第二排至最后一排预制梁3时，东西两端均采用T型节点B连接，中间部分采用十字型节点A连接。在预制构件安装结束后，应对各节点连接部件使用混凝土浇筑封闭，如图7所示。

S102、预应力锚索张拉和锁定：根据竖向锚索孔10的位置，在工作坡面上钻第一排锚孔，将预应力锚索2穿过竖向锚索孔10放入钻孔内，灌注水泥砂浆，当锚索浆体及混凝土达到设计强度后进行张拉，通过现场拉拔试验，确定张拉及锁定工艺。

在设计张拉完成后，适时进行一次补偿张拉，然后加以锁定。

S103、封锚：用水泥净浆注满锚垫板及锚头各部分空隙，最后对锚头采用混凝土进行封锚。

其中，具体采用C30混凝土进行封锚。

S104、重复步骤S100~S103，直至施工到最后一排预制梁3的安装，然后完成最后一排预制梁3下端与预制桩基1的连接即可。

以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种节点连接部件，其特征在于，应用于装配式框架预应力锚索支护结构中待拼接对象之间的连接，所述待拼接对象在需要连接的端部具有预留主筋（4），所述待拼接对象之间包括两两预制梁（3）之间和/或预制梁（3）与预制桩基（1）之间，该节点连接部件包括上部板（5）、下部板（6）以及设在两者之间的侧面板（7），所述上部板（5）与所述下部板（6）在需要连接所述待拼接对象的方向均具有供所述预留主筋（4）穿过的钢筋孔（9），所述上部板（5）、下部板（6）和侧面板（7）三者在所有连接方向反向延长线交汇处具有供预应力锚索（2）穿过的竖向锚索孔（10）。

2.如权利要求1所述的节点连接部件，其特征在于，所述上部板（5）与所述下部板（6）根据需要连接所述待拼接对象的方向均呈十字型状、T字型状或者L字型状，所述钢筋孔（9）设在凸出部位的端部。

3.如权利要求1或2所述的节点连接部件，其特征在于，还包括设在所述侧面板（7）上、与需要连接所述待拼接对象的方向一致的补强螺栓（8）。

4.如权利要求1所述的节点连接部件，其特征在于，所述预留主筋（4）穿过所述钢筋孔（9）之后通过焊接实现固定。

5.如权利要求1所述的节点连接部件，其特征在于，所述预留主筋（4）的端部具有外螺纹，其穿过所述钢筋孔（9）之后通过螺母拧入所述外螺纹并卡在所述钢筋孔（9）处实现固定。

6.如权利要求1所述的节点连接部件，其特征在于，所述上部板（5）、所述下部板（6）和所述侧面板（7）均为钢板。

7.一种装配式框架预应力锚索支护结构，包括预制桩基（1）、预制梁（3）和预应力锚索（2），其特征在于，所述预制桩基（1）与所述预制梁（3）之间，两两所述预制梁（3）之间通过权利要求1至6任一项所述的节点连接部件实现固定连接，所述预应力锚索（2）穿设于所述节点连接部件上的竖向锚索孔（10）。

8.一种装配式框架预应力锚索支护结构的施工方法，基于权利要求7所述的支护结构，其特征在于，包括以下步骤：

S100、清理坡面：在施工前按设计坡度，按照从上向下分层修坡，即开挖一层，防护一层，并将坡面清理干净；

S101、安装预制构件：根据工程设计的要求，在坡面上定位第一排的锚孔位置并进行标记，按照标记的锚孔位置使用节点连接部件对预制梁进行安装，并使得竖向锚索孔的位置与坡面上标记的锚孔位置一致；安装结束后对各节点连接部件使用混凝土浇筑封闭；

S102、预应力锚索张拉和锁定：根据竖向锚索孔的位置，在工作坡面上钻第一排锚孔，将预应力锚索穿过竖向锚索孔放入钻孔内，灌注水泥砂浆，当锚索浆体及混凝土达到设计强度后进行张拉，通过现场拉拔试验，确定张拉及锁定工艺；

S103、封锚：用水泥净浆注满锚垫板及锚头各部分空隙，最后对锚头采用混凝土进行封锚；

S104、重复步骤S100~S103，直至施工到最后一排预制梁的安装，然后完成最后一排预制梁下端与预制桩基的连接即可。